Investigadores de la Universidad de Missouri han diseñado un prototipo de “metamaterial” activo, pequeño y ligero, capaz de controlar la dirección y la intensidad de las ondas de energía.
El profesor Guoliang Huang, de la Universidad de Missouri, ha desarrollado un prototipo de metamaterial capaz de controlar la dirección y la intensidad de las ondas de energía mediante señales eléctricas. El innovador material tiene aplicaciones potenciales en el sector militar y comercial, y también puede utilizarse para vigilar el estado estructural de puentes y tuberías.
Desafía la segunda ley de Newton
Guoliang Huang, titular de la Cátedra Huber y Helen Croft del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Missouri, lleva más de 10 años investigando las propiedades poco convencionales de los “metamateriales” -un material artificial que presenta propiedades poco comunes en la naturaleza, tal y como las definen las leyes de movimiento de Newton- en su búsqueda a largo plazo del diseño de un metamaterial ideal.
El innovador metamaterial, caracterizado por una densidad de masa impar, presenta una divergencia respecto a la segunda ley de Newton, ya que la fuerza y la aceleración no van en la misma dirección
El objetivo de Huang es ayudar a controlar las ondas de energía “elásticas” que viajan a través de estructuras mayores -como un avión- sin luz y pequeñas “metaestructuras”.
“Llevo muchos años trabajando en el reto de cómo utilizar la mecánica matemática para resolver problemas de ingeniería”, afirma Huang.
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Agregó: “Los métodos convencionales tienen muchas limitaciones, entre ellas el tamaño y el peso. Así que he estado explorando cómo podemos encontrar una solución alternativa utilizando un material ligero que sea pequeño pero que pueda controlar las vibraciones de baja frecuencia procedentes de una estructura mayor, como un avión.”
Ahora, Huang está un paso más cerca de su objetivo. En un nuevo estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) el 18 de mayo, Huang y sus colegas han desarrollado un prototipo de metamaterial que utiliza señales eléctricas para controlar tanto la dirección como la intensidad de las ondas de energía que atraviesan un material sólido.
Aplicaciones del metamaterial
Las aplicaciones potenciales de su innovador diseño incluyen usos militares y comerciales, como el control de las ondas de radar dirigiéndolas para escanear una zona específica en busca de objetos o la gestión de las vibraciones creadas por las turbulencias del aire de un avión en vuelo.
“Este metamaterial tiene una densidad de masa extraña”, explica Huang.
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Siguió comentando el Sr. Huang: “Así, la fuerza y la aceleración no van en la misma dirección, lo que nos proporciona una forma poco convencional de personalizar el diseño de la dinámica estructural de un objeto, o propiedades para desafiar la segunda ley de Newton”.
Se trata de la primera realización física de la densidad de masa impar, afirma Huang.
“Por ejemplo, este metamaterial podría ser beneficioso para vigilar la salud de estructuras civiles como puentes y tuberías como transductores activos ayudando a identificar cualquier daño potencial que podría ser difícil de ver con el ojo humano”.
Noticia tomada de: Sci Tech Daily / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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